生态学总结幻灯片

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1、生态学总结,侯继华 Hou_,北京林业大学林学院,考试安排,平时成绩 30 作业 期末考试 70 闭卷考试 理论基础知识 填空（20分，20题） 概念（20分，10题） 简答（30分，5-6题） 论述（30分，3题选2） 带手表，不带手机,什么是生态学,生态学,环境：是某一特定生物个体或生物群体周围的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。 生态因子：环境要素中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。 生存因子：在生态因子中，对生物生存不能缺少的环境要素，也称为生存条件。 生境（Habitat）：所有的生态因子构成生物的生态环境，特定生物体或群体

2、的栖息地的生态环境称为。,环 境,生 物,生态学,1 个体生态学 ,环 境,生 物,生态学,生态因子作用的特点,综合性 非等价性（主导因子作用） 因子作用的阶段性 不可替代性和互补性 直接性和间接性,环 境,生 物,生态学,环 境,生 物,生态学,适应，影响,趋异适应与生态型 ecotype,趋异适应是指同一种生物长期生长在不同的环境条件下，如某一特定气候或土壤条件，可能出现不同的形态结构和生理特性的类型，这些特性常具有适应的性质。 植物生态型指同一物种内因适应不同生境而表现出具有一定结构或功能差异的不同类群。,趋同适应和生活型,趋同适应：自然界中，亲缘关系相当疏远的生物，由于长期生活在相同的

3、气候或其它环境之中，通过变异、选择和适应，在器官形态等方面出现很相似的外貌特征的现象。 生活型（life form）：不同生物类群（分类系统上的不同种），长期受到同一外界环境作用下，所显现的相同或相似的适应形态，如：乔木、灌木、草本植物、攀援植物等。,环 境,生 物,生态因子,能量环境,物质环境,个 体,生态学,生物与环境的统一性相互依存、协同进化,环境对生物的影响和生物对环境的适应,群 落,种 群,环 境,生 物,生态因子,个 体,生态学,群 落,种 群,种群是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。 种群主要特征 数量特征 空间特征 遗传特征 种群的动态,二 种群生态学,1 几何增长

4、模型 Nt= R0 Nt-1 = R0t N0 2 指数增长模型 dN/dt = r N Nt = N0ert,3 逻辑斯谛增长,种群的增长模型,积分式：,二 种群生态学,种群是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。 种群主要特征 数量特征 空间特征 遗传特征 种群的动态,二 种群生态学,种群是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。 种群主要特征 数量特征 空间特征 遗传特征 种群的动态,生活史对策,生活史（life history）：生物从其出生到死亡所经历的全部过程。 生活史对策（life history strategy）：生物在生存斗争中获得的生存对策，也称生态对策（b

5、ionomic strategy ）或进化对策。,生活史对策的主要类型及对策者的主要生活史特征,r对策和K对策 C 、S、R对策,K-对策者 通常是长大寿命的，种群数量稳定，竞争能力强，个体大但生殖力弱，只能产生很少的后代，亲代对后代有很好的关怀，发育速度慢，成体体形大。,r-对策者 通常个体小，寿命短，出生率高，死亡率高，在裸地生境具有很强的占有能力，对后代的投资不注重质量，更多的是考虑其数量。在植物界表现为种子小，结实量大，能够远距离传播种子。,种内、种间关系,种内竞争 密度效应 领域行为 社会等级 他感作用,2 种间竞争 3 捕食作用 4 寄生 5 共生,最后产量恒值法则 （Law of

6、 contant final yield）,最后产量恒值法则： 不管初始播种的密度如何，在一定范围内，当条件相同，植物的最后产量差不多总是一样的。 Y=Wd= Ki Y：单位面积产量 W：个体平均重量 d：密度 Ki ：是一个常数,Yoda 3/2自疏法则 (Yoda 3/2 law） 自疏导致密度与个体大小之间的关系在双对数作图时，具有32斜率，称 。 w =Cd-3/2 或 log w =logC-3/2logd w ：个体平均重量 C：常数 d：密度,3/2自疏法则 (Yodas -3/2 law),种间竞争,定义：两种或多种生物因共同利用同样的有限资源而产生的使其受到不良影响的相互关系

7、称为种间竞争。 竞争的类型* 利用性竞争 干扰性竞争 种间竞争的特征*,Lotka-Volterra模型,dN1/dt=r1N1（K1-N1-N2）/K1 dN2/dt=r2N2（K2-N2-N1）/K2,竞争排斥原理高斯假说,内容：在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制的，但具有相同资源利用方式的种，不能长期共存在一起，最后导致一个种占优势，一个种被淘汰。 竞争的结果 一个物种完全排挤掉另一个物种 出现生态隔离生态位分化,生态位理论,生态位（nich）的概念 空间生态位（Grinnell，1917） 营养生态位 (Elton，1927) n 维生态位 (Hutchinson ， 1957）

8、基础生态位与实际生态位 生态位的重叠与分化 种内竞争促进生态位的扩张；种间竞争导 致生态位宽度收缩，导致生态位重叠减小,他感作用（allelopathy）：通常指一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，对其它植物产生直接或间接的影响，也称异株克生（德 H. Molisch,1937）。 协同进化（coevolution)： 一个物种的性状作为对另一物种性状的反应而进化，而后一物种的这一性状本身又是作为对前一物种性状的反应而进化的。,环 境,生 物,生态因子,生物环境,非生物环境,群 落,个 体,生态学,种 群,种群由个体组成，但是种群具有与个体完全不同的特征，即整体与部分的关系。,种群的数

9、量、波动及决定因素,环 境,生 物,生态因子,生物环境,非生物环境,生态学,什么是群落？ 其基本特征？,群 落,个 体,种 群,生物群落： 特定空间或特定生境下，生物种群有规律的组合，它们之间以及它们与环境之间彼此影响，相互作用，具有特定的形态结构与营养结构，执行一定的功能，这种多种群的集合称群落。,三 群落生态学,生物群落的基本特征,一定的种类组成 各物种相互联系 群落具有自己的内部环境 具有一定结构 具有一定的动态特征 具有一定的分布范围 具有边界特征 各物种群落学重要性不等,环 境,生 物,生态因子,生物环境,非生物环境,生态学,群 落,个 体,种 群,群落的种类组成,群落中的生物物种的

10、作用是不相同的 物种的数量 最小面积法种面积曲线 多度、密度、盖度、频度 重要值(相对密度相对频度相对盖度)/3 物种的性质 优势种、建群种、亚优势种、伴生种、偶见种等 物种多样性,环 境,生 物,生态因子,生物环境,非生物环境,生态学,群落的结构（种类组成、空间结构、时间结构） 群落的动态演替 群落的分类与排序,群 落,个 体,种 群,群落的结构单元,生活型 层片,生态型指同一物种内因适应不同生境而表现出具有一定结构或功能差异的不同类群 生活型是不同生物类群（分类系统上的不同种），长期受到同一外界环境作用下，所显现的相同或相似的适应形态。,群落的结构单元,生活型 层片,是指由相同生活型或相似

11、生态要求的种组成的机能群落。,层片与层次,群落的结构,群落的垂直结构 植物群落的分层现象 动物分层现象,成层现象是群落中各种群之间以及种群与环境之间相互竞争和相互选择的结果。陆地群落的地上分层与光的利用有关。减缓了竞争，显著扩大植物利用环境资源的范围，提高同化功能的强度和效率。地下部分的分层主要决定于对土壤水分和养分的竞争,群落的结构,群落的垂直结构 植物群落的分层现象 动物分层现象 群落的水平结构镶嵌性,是由植物个体在水平方向上分布不均匀所造成的，从而形成了许多小群落 群落水平结构是由物种生态学特性、种间相互关系以及环境条件综合决定的。光照、地形和土壤条件的不均匀性引起植物在群落中镶嵌分布的

12、现象较为普遍。,群落的结构 ,群落的垂直结构 植物群落的分层现象 动物分层现象 群落的水平结构镶嵌性 群落交错区与边缘效应,两个或多个群落的过渡区域称为群落交错区。群落交错区内物种的数目以及一些种的密度有增大趋势的现象称为边缘效应,环 境,生 物,生态因子,生物环境,非生物环境,生态学,群落的结构（种类组成、空间结构、时间结构） 群落的动态演替 群落的分类与排序,群 落,个 体,种 群,群落的动态,群落的动态应包括群落内部动态，群落的演替和群落的进化 1 群落的季节动态季相 2 群落的波动年际动态 限于群落内部的短期可逆的变化，不产生群落的更替现象。其逐年的变化方向常常不同，一般不发生新种的定

13、向代替。 3 群落的演替长期动态，群落性质变化,群落的内部动态,影响群落结构的因素,环境因素 生物因素 竞争作用 捕食作用关键种 食性泛化者导致牧草物种多样性增加；顶极捕食者可能成为决定群落结构的关键物种 干扰 中度干扰说：中等程度的干扰可以维持高水平的物种多样性,环 境,生 物,生态因子,生物环境,非生物环境,生态学,群落的结构（种类组成、空间结构、时间结构） 群落的动态演替 群落的分类与排序,群 落,个 体,种 群,群落演替的基本概念,群落演替 (community succession): 在植物群落的发展变化过程中，由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段接着另一个阶段，一个群落取代另一个

14、群落的自然演变现象称群落演替。,群落演替基本类型,原生演替和次生演替,原生演替 原生裸地：指以前完全没有植物的地段，或原来存在过植被，但被彻底消灭，甚至植被下的土壤条件也不复存在。例如：火山喷发熔岩破坏植被形成的裸地、湖泊等。 原生演替特点：从极端条件开始，向水分适中方向，即中生化方向发展，经历的时间长，阶段多。,旱生演替系列：原生演替中开始于裸露岩石、山地等干旱基质上的演替。 地衣植物群落阶段 苔藓植物群落阶段 草本植物群落阶段 灌木群落阶段 乔木植物群落阶段 水生演替阶段：从积水发生的原生演替。 自由漂浮植物阶段 沉水植物阶段 浮水植物阶段 挺水植物阶段 湿生草本植物阶段 木本植物阶段,两

15、个原生演替的系列,次生演替 次生裸地：是植物现已被消灭，土壤中仍保留原来群落中的植物繁殖体。例如森林采伐后的皆伐迹地、开垦草原、火灾和毁灭性的病虫害，都能造成次生裸地。 次生演替特点：由外部干扰所引起，演替速度往往较快。,次生演替(secondary succession),按演替方向归类进展演替和逆行演替,单元演替顶极学说,单元演替顶极学说（mono-climax theory） 由美国的Clements（1916）提出 认为一个气候区中，植物群落演替朝向一个共同的终点，其终点的植物群落是该气候作用下的最中生型的稳定群落，称气候顶极群落。 即一个气候相当一致的区域，最终将有一种连续的和整齐一致的植被普遍的覆盖着。,多元演替顶极（Poly-climax theory）学说 英国学者坦斯利提出 如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它的演替过程，就可看作是顶极群落，而不必汇集于一个共同的气候顶极终点。 因此除气候顶极之外，也有土壤顶极， 地形顶极，火烧顶极等。,多元演替顶极学说,顶极格式假说,顶极格式假说(Climax pattern hypothesis) 美国Whittaker（1953） 任何区域的环境因子都是不断变化的，随着环境梯度的变化，各种类型的顶